Cokeria - unità metallurgica per la produzione di coke: dispositivo

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'introduzione in funzione delle cokerie iniziò negli anni '50 del secolo scorso. Il volume utile dei primi forni tipici era di 21,6 Nm³. Più avanti nell'articolo considereremo il dispositivo dell'apparecchiatura denominata.

Informazioni generali

Se consideriamo il dispositivo di questo forno come un'unità utilizzata nell'industria, allora è composto da diverse parti:

• La parte principale è la camera in cui avviene il processo di cokefazione del carbone.
• Poi ci sono le pareti riscaldanti, dove brucia il gas necessario per riscaldare la stufa.
• Un' altra delle parti principali è il rigeneratore, che funge da unità di recupero del calore per i gas di scarico generati dopo la combustione dei prodotti.

Inoltre, i forni a coke possono essere assemblati in batterie e le batterie, a loro volta, possono essere assemblate in blocchi.

Sul territorio della Federazione Russa, vengono spesso utilizzate batterie composte da 61, 65 o 77 forni. Se guardi all'industria straniera, allora le batterie possono includere fino a 120 stufe.

Forni ad alimentazione laterale

Nelle cokerie con alimentazione laterale, regolazione alimentazionegas e aria per il riscaldamento dell'unità sono prodotti lungo la parete di riscaldamento. Il processo di regolazione viene effettuato sostituendo i registri dei mattoni di regolazione, nonché i bruciatori. La loro posizione è alla base dei condotti di riscaldamento, caratterizzati da temperature costantemente elevate, oltre che dall'inevitabile intasamento che si verifica in tali condotti.

Tali condizioni complicano notevolmente il processo di regolazione della fornitura di gas e aria e inoltre non consentono l'installazione di dispositivi di controllo con la precisione richiesta.

Tuttavia, queste carenze sono state eliminate nei forni a coke con una fornitura inferiore. Con questa progettazione, i mezzi che regolano queste lavorazioni vengono estratti dalla muratura del forno, il che li rende facilmente accessibili al personale addetto alla manutenzione del forno. È molto più facile cambiare i dispositivi di controllo nei forni con il design denominato.

Costruzione di stufe

Per iniziare il processo di produzione del coke, devi caricare la carica nella fornace. Per eseguire questa procedura, l'unità dispone di un foro, che si trova nel soffitto superiore della camera. C'è anche un'apertura progettata per rimuovere i gas volatili generati durante il processo di cokefazione. Questi ultimi, passando attraverso l'uscita del gas, entrano in una camera speciale per la raccolta dei gas, da cui vengono inviati al negozio di cattura.

Da entrambe le estremità la camera è dotata di porte che vengono rimosse alla fine del processo di cokefazione. Attraverso i buchi risultanti, prontola coca cola viene espulsa dal forno dallo spintore della coca cola.

Vale anche la pena notare che i forni a coke sono completamente chiusi ermeticamente. Ciò è necessario per escludere la possibilità che l'aria atmosferica venga aspirata nel forno, che in tal caso dovrà anche essere riscaldato. E questo, a sua volta, aumenterà il costo del riscaldamento dei gas, che influirà negativamente sul costo finale del prodotto.

Tecnologia di produzione del coke

Il processo produttivo di questo materiale si svolge in più fasi:

1. L'intero processo inizia con il caricamento della miscela nella camera del forno e il successivo livellamento del materiale con un'asta. Per evitare il fumo nell'atmosfera quando la camera viene aperta al momento del caricamento del materiale all'interno del forno, si crea un vuoto iniettando vapore o gas. Inoltre, è possibile utilizzare uno speciale sistema di aspirazione del gas dalla camera.
2. Successivamente, il processo di addebito di coking procede. Durante questo periodo, il materiale è soggetto a tutte le influenze necessarie che portano alla sua trasformazione in coke, oltre che in PKG. Anche in questa fase si determina la produttività del forno, che è determinata dal tempo necessario per ottenere il coke finito dal momento in cui la carica viene caricata al suo interno.
3. Lo scarico dei prodotti finiti, cioè la coca cola o, come viene anche chiamata "torta" di coca cola, viene effettuato in un'auto di tempra. Per eseguire questa operazione viene utilizzato uno spintore di coke automatico.

Batterie

La batteria del forno a coke è un'unità metallurgica specializzata, lo scopo principaleche è la preparazione del coke - combustibile per la produzione di ferro d' altoforno.

È importante notare che tali batterie vengono utilizzate per un periodo di tempo piuttosto lungo senza fermarsi. Molto spesso, il periodo del loro lavoro è di almeno 25 anni. Durante tutto questo tempo, all'interno del forno viene mantenuta una temperatura elevata e la muratura della struttura stessa viene abrasa dai prodotti quando viene rilasciata dalla camera.

Per questi motivi, la costruzione di batterie a coke viene effettuata solo con materiali refrattari. Questi materiali devono resistere a:

• forze meccaniche esercitate dalla macchina durante il funzionamento;
• pressione di espansione durante la cottura;
• resistere alla pressione di tutti gli elementi strutturali che poggiano su questi materiali refrattari.

È anche importante notare che apparecchiature metallurgiche come le batterie includono da 45 a 69 forni a coke.

Classificazione

Come qualsiasi altra attrezzatura industriale, questi forni, che fanno parte di impianti metallurgici, hanno una serie di parametri in base ai quali sono classificati. Questi includono:

1. La posizione delle camere nel forno, che può essere orizzontale o verticale.
2. Metodo di caricamento della carica nel forno, nonché successiva procedura di emissione del prodotto finito. Esistono due tipi di forni: con caricamento dall' alto e successiva erogazione dal basso del materiale, nonché con caricamento dall' alto e successiva erogazione attraverso aperture laterali.
3. Distingui anche tra dueprocesso di produzione del coke, che può essere continuo o batch.
4. Uno dei parametri da classificare è come viene riscaldato un particolare forno. Questa procedura può essere eseguita sia con l'ausilio di gas di altoforno, misti o di cokeria contemporaneamente, sia con l'ausilio di soli gas di cokeria o solo gas di altoforno.

Sul territorio della Federazione Russa, i forni dei sistemi PK-2K con alimentazione laterale vengono spesso messi in funzione negli impianti metallurgici.

Modalità di funzionamento idraulica

La modalità di funzionamento idraulica delle cokerie è una chiara distribuzione delle pressioni nel sistema di riscaldamento dell'intera unità nel suo insieme. Studi speciali, oltre a un lungo periodo di funzionamento di questa modalità di funzionamento, hanno rivelato parametri che caratterizzano la corretta modalità di funzionamento del forno:

1. La pressione del gas nella camera di cokefazione durante l'intero periodo di funzionamento deve essere superiore a quella degli altri scomparti.
2. La pressione del gas nella camera in cui avviene il processo di cokefazione è variabile.
3. La pressione del gas nel sistema di riscaldamento a monte deve essere inferiore che altrove.

Funzionamento del forno

Il parametro più importante nel funzionamento del forno è la sua prestazione. Questo parametro è influenzato da quasi tutti gli altri indicatori dell'unità. Il periodo di produzione del coke, ovvero la produttività, dipende principalmente da caratteristiche come la larghezza della camera, lo spessore delle pareti, la temperatura nelle pareti, le proprietà dei materiali refrattari e la qualitàaddebito.

Da notare che attualmente la velocità massima che si può raggiungere con una cokeria è di 32 mm/h. Si deve intendere che tale parametro è derivato tenendo conto della temperatura massima ammissibile che può essere sviluppata e mantenuta nella camera. Inoltre, uno dei parametri più importanti che devono essere osservati per il funzionamento di una cokeria è la temperatura della "torta" finita. Dovrebbe essere compreso tra 1000°C e 1050°C.